Luận án TS Phạm Thị Ngọc Lan: Cơ sở khoa học, giải pháp PTBV tài nguyên nước sông Trà Khúc

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI PHẠM THỊ NGỌC LAN NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN BẾN VỮNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2012 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI PHẠM THỊ NGỌC LAN NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN BẾN VỮNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC Chuyên ngành: Môi trường đất và nước Mã số: 62-85-02-05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.TS Nguyễn Văn Thắng 2. Đặng Huy Huỳnh LỜI CAM ĐOAN DANH DỰ Tác giả xin cam đoan luận án này là do bản thân tự thực hiện và không sao chép các công trình nghiên cứu của người khác để làm sản phẩm của riêng mình. Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận án là có nguồn gốc và được trích dẫn rõ ràng. Tác giả hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận án.

Tác giả luận án Phạm Thị Ngọc Lan LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và trân trọng tới PGS. Nguyễn Văn Thắng Đại học Thủy lợi và GS. Đặng Huy Huỳnh – Viện Sinh Thái và Tài nguyên sinh vật thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, những người Thầy đã chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tác giả rất tận tình trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn đến các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp ở trường Đại học Thủy lợi đã có những chia sẻ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận án.

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các cơ quan: Bộ Nông nghiệp và PTNT, Sở Nông nghiệp và PTNT Quảng Ngãi, Chi cục Bảo vệ Môi trường Quảng Ngãi, UBND 22 xã dọc hạ lưu sông Trà Khúc, đã tạo điều kiện và giúp đỡ tác giả trong quá trình thu thập tài liệu, cung cấp các thông tin cần thiết liên quan đến vấn đề nghiên cứu, thực hiện luận án. Tác giả đã nhận được những góp ý chân tình và quý báu của các Thày GS.Ngô Đình Tuấn, PGS. Lê Đình Thành, PGS.Hà Văn Khối, PGS. Lê Văn Nghinh, PGS.

Phạm Thị Hương Lan, và những đồng nghiệp khác cho bản thảo luận án của mình trong các lần sửa chữa, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn và niềm trân trọng, nhờ đó mà tác giả đã hoàn thiện tốt hơn bản luận án này. Tác giả mang ơn sâu sắc người cha của mình, mặc dù ông đã khuất, nhưng tác giả vẫn cảm nhận được ông luôn ở bên truyền cảm hứng học tập, nghiên cứu và động viên kịp thời những lúc tác giả thấy bi quan và chán nản. Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn bè, người thân trong gia đình đã động viên, ủng hộ, chia sẻ và là chỗ dựa tinh thần giúp tác giả tập trung nghiên cứu và hoàn thành bản luận án của mình. CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐ : Báo động KTSDN : Khai thác sử dụng nước BĐKH : Biến đổi khí hậu KTTV : Khí tượng thủy văn BVMT : Bảo vệ môi trường KTXH : Kinh tế xã hội BVTV : Bảo vệ thực vật LVHTS : Lưu vực hệ thống sôn CBN : Cân bằng nước LVS : Lưu vực sông CCN : Cụm công nghiệp NCSDN : Nhu cầu sử dụng nước CLN : Chất lượng nước NMN : Nhà máy nước CNH : Công nghiệp hóa NN&PTNT : Nông nghiệp và phát triển nông thôn CTCP : Công ty cổ phần NTTS : Nuôi trồng thủy sản CVM : Phương pháp ước tính PPDC : Phân phối dòng chảy ngẫu nhiên DCMT : Dòng chảy môi trường PTBV : Phát triển bền vững DCTT : Dòng chảy tối thiểu PTTNN : Phát triển tài nguyên nước ĐTS : Đường tần suất QLTHTNN : Quản lý tổng hợp tài nguyên nước GSMT : Giám sát môi trường RNM : Rừng ngập mặn GTKT : Gía trị kinh tế TCMT : Tiêu chuẩn môi trường HST : Hệ sinh thái TNMT : Tài nguyên Môi trường HTTL : Hệ thống thủy lợi TNN : Tài nguyên nước IUCN : Tổ chức bảo tồn thiên UNEP : Chương trình môi trường Liên nhiên quốc tế hợp quốc KCN : Khu công nghiệp VSMT : Vệ sinh môi trường KNTN : Khả năng tiếp nhận WQI : Chi số chất lượng nước KT&QLC : Khai thác và Quản lý XLNT Xử lý nước thải TTL công trình Thủy lợi MỤC LỤC MỞ ĐẦU .6 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ THỰC HIỆN PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG .1 Một số khái niệm và định nghĩa .2 Phát triển bền vững tài nguyên nước .2 PTBV tài nguyên nước lưu vực sông .3 Tổng quan tình hình nghiên cứu và thực hiện PTBV tài nguyên nước lưu vực sông trên thế giới và ở Việt Nam .1 Trên thế giới.2 Tại Việt Nam .3 Trên lưu vực sông Trà Khúc.4 Những tồn tại trong nghiên cứu phát triển tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc và tiếp cận nghiên cứu của luận án .1 Tồn tại trong nghiên cứu .2 Tồn tại trong phát triển tài nguyên nước và thực hiện PTBV .3 Hướng tiếp cận và nội dung nghiên cứu của luận án .5 Kết luận chương 1 .25 ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC.25 LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC .1 Giới thiệu lưu vực sông Trà Khúc và tình hình khai thác sử dụng nước trên lưu vực sông.1 Lưu vực sông Trà Khúc.2 Tình hình khai thác sử dụng nước.2 Đánh giá tài nguyên nước .1 Tình hình số liệu quan trắc khí tượng thủy văn .2 Đánh giá tài nguyên nước mưa .3 Đánh giá tài nguyên nước mặt .3 Đánh giá môi trường nước .1 Chất lượng nước.2 Đánh giá tài nguyên thủy sinh vật ở lưu vực sông Trà Khúc……………….4 Nguyên nhân suy thoái tài nguyên và môi trường nước hạ lưu sông Trà Khúc .1 Suy thoái và cạn kiệt nguồn nước khu vực hạ lưu.2 Suy thoái môi trường nước và HST thủy sinh .5 Kết luận chương 2 .70 NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN, MÔI TRƯỜNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC.1 Phân tích, xác định những biểu hiện không bền vững trong PTTNN lưu vực sông Trà Khúc .2 Nghiên cứu xác định yêu cầu duy trì dòng chảy tối thiểu trên sông chính hạ lưu sông Trà Khúc .1 Ý nghĩa của vấn đề nghiên cứu.2 Phương pháp xác định yêu cầu duy trì dòng chảy tối thiểu hạ lưu sông Trà Khúc .3 Nghiên cứu đề xuất bộ chỉ thị bảo vệ môi trường nước và hệ sinh thái thủy vực sông Trà Khúc .1 Ý nghĩa của vấn đề nghiên cứu.2 Phương pháp tiếp cận và các nguyên tắc xây dựng bộ chỉ thị.3 Vận dụng khung DPSIR đề xuất bộ chỉ thị bảo vệ môi trường nước và hệ sinh thái thủy vực sông Trà Khúc .4 Sử dụng bộ chỉ thị trong quản lý bảo vệ môi trường nước và HST thủy vực lưu vực sông Trà Khúc .4 Nghiên cứu phương pháp ước tính giá trị kinh tế HST thủy vực hạ lưu sông Trà Khúc trợ giúp cho quá trình ra quyết định khai thác sử dụng nước lưu vực sông.1 Ý nghĩa của vấn đề nghiên cứu.2 Phương pháp ước tính giá trị kinh tế dịch vụ và chức năng HST.3 Phương pháp luận ước tính giá trị kinh tế các chức năng và dịch vụ hệ sinh thái.4 Xây dựng phương pháp ước tính giá trị kinh tế các dịch vụ và chức năng HST thủy vực hạ lưu sông Trà Khúc .5 Kết luận chương 3 .114 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN TÀI NGUYÊN NƯỚC LƯU VỰC SÔNG TRÀ KHÚC .114 THEO HƯỚNG BỀN VỮNG.Error! Bookmark not defined.1 Cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp.1 Cơ sở đề xuất các giải pháp .2 Định hướng cho đề xuất giải pháp .2 Giải pháp công trình: xây dựng bổ sung, hoàn chỉnh cơ sở hạ tầng các công trình KTSD nước trên lưu vực sông đáp ứng yêu cầu bền vững .1 Nguồn nước đến đập Thạch Nham và xác định các công trình bổ sung nguồn nước.2 Đánh giá khả năng bổ sung nguồn nước và thực hiện giải pháp .3 Giải pháp chia sẻ, phân bổ nguồn nước đến đập Thạch Nham cho sử dụng ở khu vực hạ lưu .1 Bài toán chia sẻ, phân bổ nguồn nước đến đập Thạch Nham cho sử dụng ở hạ lưu và phương pháp tính toán .4 Giải pháp thực hiện phương thức quản lý nhu cầu nước thay cho phương thức quản lý cung cấp nước hiện hành.5 Giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nước của HTTL Thạch Nham .1 Tồn tại trong khai thác sử dụng nước của HTTL Thạch Nham .2 Nội dung của giải pháp.6 Giải pháp bảo vệ môi trường nước và hệ sinh thái thủy vực .7 Kết luận chương 4 .141 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .142 DANH MỤC BẢNG Bảng 2-1.

Giá trị đặc trưng tháng, năm của các yếu tố khí hậu chủ yếu tại trạm Ba Tơ và Thành phố Quảng Ngãi theo số liệu quan trắc đến năm 2010 [19]. Diện tích, dân số của các huyện, phần thuộc lưu vực sông Trà Khúc. Diện tích tưới của HTTL Thạch Nham qua các năm đến nay (ha). Diện tích tưới HTTL Thạch Nham năm 2010.

Lượng nước lấy vào HTTL Thạch Nham 9 tháng mùa kiệt (Tr. Thống kê các trạm quan trắc khí tượng thủy văn LVS Trà Khúc và vùng lân cận. Lượng mưa tháng, năm trung bình nhiều năm các trạm trong lưu vực Trà Khúc và khu vực lân cận của tỉnh Quảng Ngãi (mm). Các đặc trưng dòng chảy năm trung bình nhiều năm tại trạm thủy văn Sơn Giang và một số vị trí trên dòng chính sông Trà Khúc.

Các đặc trưng thống kê dòng chảy năm và lượng dòng chảy năm thiết kế trạm thủy văn Sơn Giang ( theo năm thủy văn). Dạng phân phối dòng chảy năm tại trạm thủy văn Sơn Giang Q (m3/s). Các đặc trưng thống kê ĐTS lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất và lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất thiết kế tại Sơn Giang. Các đặc trưng thống kê Qthang min và Qngàymin và lưu lượng dòng chảy nhỏ nhất thiết kế tại Sơn Giang (1997-2000).

Lưu lượng, tổng lượng dòng chảy trung bình các tháng mùa kiệt tại Sơn Giang [21]. Khả năng xuất hiện lũ tiểu mãn đạt từ mức BĐ1 trở lên .40 trong tháng V, VI từ 1977-2010 trên sông Trà Khúc [21]. Đánh giá tài nguyên nước theo mô đuyn dòng chảy M0. Đánh giá tài nguyên nước lưu vực sông Trà Khúc dựa trên lượng nước mặt bình quân trên 1 ha đất nông nghiệp của lưu vực.

Các vị trí đánh giá CLN trên dòng chính ở hạ lưu sông Trà Khúc. Bảng đánh giá CLN dùng chỉ số WQI [4] .